焊接防飛濺劑對(duì)低合金高強(qiáng)鋼焊接質(zhì)量的影響 1. 概述 焊接防飛濺劑又名焊接飛濺清除劑，用于電弧焊過程中能有效減少附著在產(chǎn)品表面的焊接飛濺物，以降低這些飛濺物對(duì)后道工序及外觀形貌產(chǎn)生的不良影響，從而能夠...

焊接防飛濺劑對(duì)低合金高強(qiáng)鋼焊接質(zhì)量的影響
1. 概述
焊接防飛濺劑又名焊接飛濺清除劑，用于電弧焊過程中能有效減少附著在產(chǎn)品表面的焊接飛濺物，以降低這些飛濺物對(duì)后道工序及外觀形貌產(chǎn)生的不良影響，從而能夠大幅度提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，焊接防飛濺劑被國內(nèi)外很多大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)作為一種焊接工藝用料，用于焊接生產(chǎn)過程中。但是一種合格的焊接防飛濺劑除了要具備防飛濺功能外，還必須保證不能對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，比如使焊縫出現(xiàn)氣孔、未熔合等焊接缺陷的幾率增加或力學(xué)性能明顯降低等。
目前，雖然在國內(nèi)外市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類繁多的焊接防飛濺劑品牌及產(chǎn)品，但是還沒有專門針對(duì)該類產(chǎn)品的檢測(cè)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。因此，各制造企業(yè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)焊接防飛濺劑的檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法各不相同。本文以檢測(cè)兩種不同型號(hào)的焊接防飛濺劑的防飛濺效果及其對(duì)低合金高強(qiáng)鋼焊縫焊接質(zhì)量的影響為目的，參照鋼的焊接工藝評(píng)定國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO15614-1），自行設(shè)計(jì)了具體的試驗(yàn)方案，并取得了預(yù)期的檢測(cè)效果。

2. 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
（1）為了能夠充分檢測(cè)兩種焊接防飛濺劑（BD型和XQ型）的防飛濺效果，及其對(duì)低合金高強(qiáng)鋼熔化極氣體保護(hù)焊焊縫質(zhì)量的影響，盡量減少外部因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。試驗(yàn)采用了“空白對(duì)照”的常規(guī)試驗(yàn)方法，即在相同的焊接條件下焊接一副未噴涂任何防飛濺劑和兩副分別噴涂了兩種不同型號(hào)防飛濺劑的試板，然后通過對(duì)比檢測(cè)兩種防飛濺劑的防飛濺效果及其對(duì)焊縫焊接質(zhì)量的影響。
（2）為了能夠全面檢測(cè)兩種焊接防飛濺劑對(duì)焊縫成形質(zhì)量及力學(xué)性能的影響，針對(duì)所有試件的無損檢測(cè)及破壞性試驗(yàn)均參照ISO15614—1標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，而且選擇全焊透的對(duì)接試板形式進(jìn)行試驗(yàn)。其中，針對(duì)試板焊縫區(qū)的表面裂紋檢測(cè)，通過磁粉檢測(cè)來進(jìn)行；針對(duì)試板焊縫區(qū)內(nèi)部的缺陷檢測(cè)，通過超聲波檢測(cè)來進(jìn)行；針對(duì)焊縫與母材的整體熔合效果，采用宏觀金相試驗(yàn)來完成；針對(duì)焊縫的整體力學(xué)性能檢測(cè)，通過最具有代表性的拉伸和彎曲試驗(yàn)項(xiàng)目來完成。
（3）試板的材質(zhì)選用了焊接結(jié)構(gòu)中較為常用的Q345B，試板厚度為12mm，單邊坡口角度為30°，夾角為60°，根部不留鈍邊，試板之間預(yù)留間隙2~3mm。在定位點(diǎn)焊前，將焊縫坡口施焊面周圍10mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等去除干凈，直至露出純凈金屬, 試板的具體尺寸及組對(duì)要求
（4）焊接方法選擇了飛濺較大的CO2活性氣體保護(hù)焊，焊接方式為PA多層焊，焊縫形式如圖2所示。焊接參數(shù)選擇了經(jīng)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證合格的參數(shù)，每一層的焊接參數(shù)如表1所示。對(duì)試驗(yàn)過程中的三副試板分別標(biāo)記為KB、BD、XQ，其中KB表示未噴焊接防飛濺劑的空白試板，BD和XQ表示施焊前在試板坡口（見圖2）兩側(cè)及施焊面分別均勻噴涂了一層焊接防飛濺劑的試板。
（5）為了能夠最大程度地減少焊接操作人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，焊接過程安排同一名焊接操作人員在同樣的外部條件下完成，而且要求該焊接操作人員具備相應(yīng)的焊接資質(zhì)（ISO9606-1 135 P BW 1.2 FM1 S t12 PA ml），同時(shí)要求參與試驗(yàn)的焊接操作人員在試驗(yàn)前沒有長時(shí)間中斷從事焊接作業(yè)。
（6）試驗(yàn)流程：試驗(yàn)材料準(zhǔn)備→試板焊接→無損檢測(cè)→力學(xué)性能檢測(cè)→試驗(yàn)結(jié)果分析。

3. 試驗(yàn)結(jié)果及討論
（1）兩種焊接防飛濺劑的防飛濺效果比較 在焊接工作全部完成后，三副試板表面飛濺物附著情況如圖3所示。通過比較不難看出，未噴涂防飛濺劑的KB試板表面附著了較多的焊痘，而在噴涂了防飛濺劑的BD和XQ試板表面幾乎都沒有焊瘤附著，因此可以斷定兩種焊接防飛濺劑都能起到很好的防飛濺效果，防飛濺性能沒有明顯的差別。
（2）焊縫無損檢測(cè)結(jié)果 對(duì)于焊縫表面及近表面缺陷的磁粉檢測(cè)參照標(biāo)準(zhǔn)ISO17638進(jìn)行，磁粉探傷的參數(shù)及檢測(cè)結(jié)果如表2所示。針對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測(cè)參照ISO17640進(jìn)行，超聲波探傷的參數(shù)及檢測(cè)結(jié)果如表3所示。所有檢測(cè)結(jié)果的評(píng)判均參照ISO5817標(biāo)準(zhǔn)中的B級(jí)焊縫的質(zhì)量缺陷等級(jí)來完成。
通過磁粉檢測(cè)及超聲波檢測(cè)，結(jié)果顯示在所有焊縫的表面、近表面及內(nèi)部的焊接缺陷都能夠達(dá)到ISO5817標(biāo)準(zhǔn)中的B級(jí)焊縫的質(zhì)量缺陷等級(jí)的要求，同時(shí)這也表明兩種焊接防飛濺劑的使用均沒有對(duì)焊縫的成形質(zhì)量造成明顯的影響。
（3）焊縫宏觀金相檢測(cè)結(jié)果 KB、BD、XQ等三副試板焊縫處的宏觀金相照片如圖4所示。從圖中不難看出，三副試板的焊縫處均沒有出現(xiàn)夾雜、裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、焊道成形不良等焊接缺陷，這再一次驗(yàn)證了磁粉檢測(cè)及超聲波檢測(cè)的結(jié)論，也充分說明兩種焊接防飛濺劑對(duì)焊縫的成形質(zhì)量沒有產(chǎn)生明顯的影響。
（4）力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果 針對(duì)KB、BD、XQ等三副試板焊縫處的橫向拉伸試驗(yàn)（每副試板2個(gè)試樣）及橫向彎曲（每副試板4個(gè)試樣）試驗(yàn)的結(jié)果如表4所示。通過橫向拉伸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，表明兩種焊接防飛濺劑在焊接過程中對(duì)焊縫的整體強(qiáng)度及塑性影響不大，沒有對(duì)焊縫的整體抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。通過彎曲試驗(yàn)，結(jié)果表明噴涂了XQ型焊接防飛濺劑的4個(gè)試樣的塑性、韌性與空白試樣相比均沒有出現(xiàn)顯著的變化；但是，噴涂有BD型焊接防飛濺劑的兩個(gè)試樣，在進(jìn)行面彎過程中均產(chǎn)生了明顯的裂紋，如圖5所示。這說明在BD型焊接防飛濺劑的組成成分中含有使焊縫金屬組織及性能發(fā)生明顯差異的物質(zhì)。

4. 結(jié)語
（1）通過試驗(yàn)方案的具體實(shí)施，客觀檢測(cè)了兩種焊接防飛濺劑的防飛濺效果及其對(duì)低合金高強(qiáng)鋼活性氣體保護(hù)焊焊接質(zhì)量的影響。
（2）試驗(yàn)結(jié)果表明，XQ型焊接防飛濺劑對(duì)低合金高強(qiáng)鋼焊縫成形質(zhì)量及焊縫力學(xué)性能均未產(chǎn)生顯著影響，而BD型焊接防飛濺劑雖然對(duì)焊縫成形質(zhì)量沒有產(chǎn)生明顯影響，但是對(duì)焊縫的力學(xué)性能卻產(chǎn)生了一定的影響，導(dǎo)致試樣在面彎試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了嚴(yán)重的開裂現(xiàn)象。